Elementy termodynamiki i mechaniki statystycznej 1200-1ELTERMZ
Na wykładzie przedstawiony jest fenomenologiczny i statystyczny opis układów makroskopowych, kwantowa definicja mikrostanu, liczba mikrostanów, warunek równowagi układów oddziałujących termicznie, statystyczna definicja temperatury i entropii; rozkład kanoniczny, suma statystyczna i jej związek z funkcjami termodynamicznymi układu; wpływ translacji, rotacji, oscylacji, wzbudzeń elektronowych, spinu jąder oraz rotacji wewnętrznej na funkcje termodynamiczne gazów dwu- i wieloatomowych; termodynamika statystyczna kryształów atomowych, teoria Einsteina i Debye'a, entropia resztkowa, termodynamika defektów w kryształach; zastosowanie metody statystycznej do badania równowag chemicznych oraz do oceny szybkości reakcji chemicznych; wielki rozkład kanoniczny, fluktuacja liczby cząsteczek; statystyki Bosego-Einsteina i Fermiego-Diraca; limit klasyczny (Boltzmanna) i granice jego stosowalności; zastosowanie statystyk kwantowych do gazu elektronowego i fotonowego; kondensacja Bosego-Einsteina; przybliżenie kwaziklasyczne; suma statystyczna w granicy klasycznej i jej obliczenie dla gazu niedoskonałego; rozwinięcie wirialne równania stanu, równanie van der Waalsa; symulacje Monte Carlo i dynamika molekularna.
Całkowity nakład pracy: 125 godz.
w tym:
- udział w zajęciach - 60 godz.
- konsultacje z prowadzącym - 25 godz.
- przygotowanie do ćwiczeń - 20 godz.
- przygotowanie do egzaminu - 20 godz.
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Wymagania (lista przedmiotów)
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Zrozumienie podstawowych zasad termodynamiki i mechaniki statystycznej oraz opanowanie umiejętności zastosowania termodynamiki statystycznej do obliczania funkcji termodynamicznych, stałych równowagi oraz szybkości reakcji w prostych układach chemicznych.
Wiedza: absolwent zna i rozumie
- w zaawansowanym stopniu pojęcia konsekwencje dla przebiegu przemian chemicznych
wynikające z praw termodynamiki
- w zaawansowanym stopniu modele chemii kwantowej w kontekście zastosowania do
opisu termodynamicznego właściwości układów makroskopowych złożonych z atomów i molekuł
Umiejętności: absolwent potrafi
- rozwiązywać problemy teoretyczne z zakresu termodynamiki chemicznej
- stosować aparat pojęciowy chemii kwantowej do analizy i interpretacji
własności termodynamicznych układów makroskopowych złożonych z atomów i molekuł
oraz przebiegu prostych reakcji chemicznych.
Kompetencje społeczne: absolwent jest gotów
- krytycznej analizy istniejących metod teoretycznych opisu własności układów makroskopowych
Kryteria oceniania
egzamin pisemny
Praktyki zawodowe
brak
Literatura
1. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN, Warszawa 1975.
2. N. A. Smirnowa, Metody termodynamiki statystycznej w chemii fizycznej, PWN, Warszawa 1980.
3. H. Buchowski, Elementy termodynamiki statystycznej, WNT, Warszawa 1998.
4. R. Kubo, Fizyka statystyczna I, WNT, Warszawa, 1991
5. A. Ciach, R. Hołyst, A. Poniewierski. Termodynamika dla chemikow, fizyków i inżynierów. UKSW Warszawa, 2004
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: